fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/magic.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/pagevec.h>
  23 #include <linux/writeback.h>
  24 #include <linux/mpage.h>
  25 #include <linux/mount.h>
  26 #include <linux/uio.h>
  27 #include <linux/namei.h>
  28 #include <linux/log2.h>
  29 #include <linux/cleancache.h>
  30 #include <linux/aio.h>
  31 #include <asm/uaccess.h>
  32 #include "internal.h"
  33
  34 struct bdev_inode {
  35         struct block_device bdev;
  36         struct inode vfs_inode;
  37 };
  38
  39 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  40
  41 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  42 {
  43         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  44 }
  45
  46 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  47 {
  48         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  49 }
  50 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  51
  52 /*
  53  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  54  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  55  * the right list.
  56  */
  57 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  58                         struct backing_dev_info *dst)
  59 {
  60         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  61
  62         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  63                 return;
  64         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  65         spin_lock(&inode->i_lock);
  66         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  67         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  68                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  69         spin_unlock(&inode->i_lock);
  70         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  71         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  72 }
  73
  74 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  75 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  76 {
  77         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  78
  79         if (mapping->nrpages == 0)
  80                 return;
  81
  82         invalidate_bh_lrus();
  83         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  84 }
  85 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  86
  87 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  88 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  89 {
  90         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  91
  92         if (mapping->nrpages == 0)
  93                 return;
  94
  95         invalidate_bh_lrus();
  96         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  97         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  98         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
  99          * But, for the strange corners, lets be cautious
 100          */
 101         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 102 }
 103 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 104
 105 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 106 {
 107         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 108         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 109                 return -EINVAL;
 110
 111         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 112         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 113                 return -EINVAL;
 114
 115         /* Don't change the size if it is same as current */
 116         if (bdev->bd_block_size != size) {
 117                 sync_blockdev(bdev);
 118                 bdev->bd_block_size = size;
 119                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 120                 kill_bdev(bdev);
 121         }
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 126
 127 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 128 {
 129         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 130                 return 0;
 131         /* If we get here, we know size is power of two
 132          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 133         sb->s_blocksize = size;
 134         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 135         return sb->s_blocksize;
 136 }
 137
 138 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 139
 140 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 141 {
 142         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 143         if (size < minsize)
 144                 size = minsize;
 145         return sb_set_blocksize(sb, size);
 146 }
 147
 148 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 149
 150 static int
 151 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 152                 struct buffer_head *bh, int create)
 153 {
 154         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 155         bh->b_blocknr = iblock;
 156         set_buffer_mapped(bh);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static ssize_t
 161 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 162                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 163 {
 164         struct file *file = iocb->ki_filp;
 165         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 166
 167         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 168                                     nr_segs, blkdev_get_block, NULL, NULL, 0);
 169 }
 170
 171 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 172 {
 173         if (!bdev)
 174                 return 0;
 175         if (!wait)
 176                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 177         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 182  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 183  */
 184 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 185 {
 186         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 189
 190 /*
 191  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 192  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 193  * device.  Takes the superblock lock.
 194  */
 195 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 196 {
 197         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 198         if (sb) {
 199                 int res = sync_filesystem(sb);
 200                 drop_super(sb);
 201                 return res;
 202         }
 203         return sync_blockdev(bdev);
 204 }
 205 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 206
 207 /**
 208  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 209  * @bdev:       blockdevice to lock
 210  *
 211  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 212  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 213  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 214  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 215  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 216  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 217  * actually.
 218  */
 219 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 220 {
 221         struct super_block *sb;
 222         int error = 0;
 223
 224         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 225         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 226                 /*
 227                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 228                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 229                  * thaw_bdev drops it.
 230                  */
 231                 sb = get_super(bdev);
 232                 drop_super(sb);
 233                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 234                 return sb;
 235         }
 236
 237         sb = get_active_super(bdev);
 238         if (!sb)
 239                 goto out;
 240         error = freeze_super(sb);
 241         if (error) {
 242                 deactivate_super(sb);
 243                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 244                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 245                 return ERR_PTR(error);
 246         }
 247         deactivate_super(sb);
 248  out:
 249         sync_blockdev(bdev);
 250         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 251         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 252 }
 253 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 254
 255 /**
 256  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 257  * @bdev:       blockdevice to unlock
 258  * @sb:         associated superblock
 259  *
 260  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 261  */
 262 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 263 {
 264         int error = -EINVAL;
 265
 266         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 267         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 268                 goto out;
 269
 270         error = 0;
 271         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 272                 goto out;
 273
 274         if (!sb)
 275                 goto out;
 276
 277         error = thaw_super(sb);
 278         if (error) {
 279                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 280                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 281                 return error;
 282         }
 283 out:
 284         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 285         return 0;
 286 }
 287 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 288
 289 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 290 {
 291         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 292 }
 293
 294 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 295 {
 296         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 297 }
 298
 299 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 300                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 301                         struct page **pagep, void **fsdata)
 302 {
 303         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 304                                  blkdev_get_block);
 305 }
 306
 307 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 308                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 309                         struct page *page, void *fsdata)
 310 {
 311         int ret;
 312         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 313
 314         unlock_page(page);
 315         page_cache_release(page);
 316
 317         return ret;
 318 }
 319
 320 /*
 321  * private llseek:
 322  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 323  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 324  */
 325 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 326 {
 327         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 328         loff_t size;
 329         loff_t retval;
 330
 331         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 332         size = i_size_read(bd_inode);
 333
 334         retval = -EINVAL;
 335         switch (whence) {
 336                 case SEEK_END:
 337                         offset += size;
 338                         break;
 339                 case SEEK_CUR:
 340                         offset += file->f_pos;
 341                 case SEEK_SET:
 342                         break;
 343                 default:
 344                         goto out;
 345         }
 346         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 347                 if (offset != file->f_pos) {
 348                         file->f_pos = offset;
 349                 }
 350                 retval = offset;
 351         }
 352 out:
 353         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 354         return retval;
 355 }
 356
 357 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 358 {
 359         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 360         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 361         int error;
 362
 363         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 364         if (error)
 365                 return error;
 366
 367         /*
 368          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 369          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 370          * O_SYNC writers to a block device.
 371          */
 372         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 373         if (error == -EOPNOTSUPP)
 374                 error = 0;
 375
 376         return error;
 377 }
 378 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 379
 380 /*
 381  * pseudo-fs
 382  */
 383
 384 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 385 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 386
 387 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 388 {
 389         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 390         if (!ei)
 391                 return NULL;
 392         return &ei->vfs_inode;
 393 }
 394
 395 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 396 {
 397         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 398         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 399
 400         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 401 }
 402
 403 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 404 {
 405         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 406 }
 407
 408 static void init_once(void *foo)
 409 {
 410         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 411         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 412
 413         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 414         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 415         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 416         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 417 #ifdef CONFIG_SYSFS
 418         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 419 #endif
 420         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 421         /* Initialize mutex for freeze. */
 422         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 423 }
 424
 425 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 426 {
 427         list_del_init(&inode->i_devices);
 428         inode->i_bdev = NULL;
 429         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 430 }
 431
 432 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 433 {
 434         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 435         struct list_head *p;
 436         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 437         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 438         clear_inode(inode);
 439         spin_lock(&bdev_lock);
 440         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 441                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 442         }
 443         list_del_init(&bdev->bd_list);
 444         spin_unlock(&bdev_lock);
 445 }
 446
 447 static const struct super_operations bdev_sops = {
 448         .statfs = simple_statfs,
 449         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 450         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 451         .drop_inode = generic_delete_inode,
 452         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 453 };
 454
 455 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 456         int flags, const char *dev_name, void *data)
 457 {
 458         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 459 }
 460
 461 static struct file_system_type bd_type = {
 462         .name           = "bdev",
 463         .mount          = bd_mount,
 464         .kill_sb        = kill_anon_super,
 465 };
 466
 467 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 468
 469 void __init bdev_cache_init(void)
 470 {
 471         int err;
 472         static struct vfsmount *bd_mnt;
 473
 474         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 475                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 476                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 477                         init_once);
 478         err = register_filesystem(&bd_type);
 479         if (err)
 480                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 481         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 482         if (IS_ERR(bd_mnt))
 483                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 484         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 489  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 490  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 491  */
 492 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 493 {
 494         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 495 }
 496
 497 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 498 {
 499         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 500 }
 501
 502 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 503 {
 504         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 509
 510 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 511 {
 512         struct block_device *bdev;
 513         struct inode *inode;
 514
 515         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 516                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 517
 518         if (!inode)
 519                 return NULL;
 520
 521         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 522
 523         if (inode->i_state & I_NEW) {
 524                 bdev->bd_contains = NULL;
 525                 bdev->bd_super = NULL;
 526                 bdev->bd_inode = inode;
 527                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 528                 bdev->bd_part_count = 0;
 529                 bdev->bd_invalidated = 0;
 530                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 531                 inode->i_rdev = dev;
 532                 inode->i_bdev = bdev;
 533                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 534                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 535                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 536                 spin_lock(&bdev_lock);
 537                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 538                 spin_unlock(&bdev_lock);
 539                 unlock_new_inode(inode);
 540         }
 541         return bdev;
 542 }
 543
 544 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 545
 546 /**
 547  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 548  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 549  */
 550 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 551 {
 552         ihold(bdev->bd_inode);
 553         return bdev;
 554 }
 555 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 556
 557 long nr_blockdev_pages(void)
 558 {
 559         struct block_device *bdev;
 560         long ret = 0;
 561         spin_lock(&bdev_lock);
 562         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 563                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 564         }
 565         spin_unlock(&bdev_lock);
 566         return ret;
 567 }
 568
 569 void bdput(struct block_device *bdev)
 570 {
 571         iput(bdev->bd_inode);
 572 }
 573
 574 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 575
 576 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 577 {
 578         struct block_device *bdev;
 579
 580         spin_lock(&bdev_lock);
 581         bdev = inode->i_bdev;
 582         if (bdev) {
 583                 ihold(bdev->bd_inode);
 584                 spin_unlock(&bdev_lock);
 585                 return bdev;
 586         }
 587         spin_unlock(&bdev_lock);
 588
 589         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 590         if (bdev) {
 591                 spin_lock(&bdev_lock);
 592                 if (!inode->i_bdev) {
 593                         /*
 594                          * We take an additional reference to bd_inode,
 595                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 596                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 597                          * without igrab().
 598                          */
 599                         ihold(bdev->bd_inode);
 600                         inode->i_bdev = bdev;
 601                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 602                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 603                 }
 604                 spin_unlock(&bdev_lock);
 605         }
 606         return bdev;
 607 }
 608
 609 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
 610 {
 611         return sb == blockdev_superblock;
 612 }
 613
 614 /* Call when you free inode */
 615
 616 void bd_forget(struct inode *inode)
 617 {
 618         struct block_device *bdev = NULL;
 619
 620         spin_lock(&bdev_lock);
 621         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 622                 bdev = inode->i_bdev;
 623         __bd_forget(inode);
 624         spin_unlock(&bdev_lock);
 625
 626         if (bdev)
 627                 iput(bdev->bd_inode);
 628 }
 629
 630 /**
 631  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 632  * @bdev: block device of interest
 633  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 634  * @holder: holder trying to claim @bdev
 635  *
 636  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 637  *
 638  * CONTEXT:
 639  * spin_lock(&bdev_lock).
 640  *
 641  * RETURNS:
 642  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 643  */
 644 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 645                          void *holder)
 646 {
 647         if (bdev->bd_holder == holder)
 648                 return true;     /* already a holder */
 649         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 650                 return false;    /* held by someone else */
 651         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 652                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 653
 654         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 655                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 656         else if (whole->bd_holder != NULL)
 657                 return false;    /* is a partition of a held device */
 658         else
 659                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 660 }
 661
 662 /**
 663  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 664  * @bdev: block device of interest
 665  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 666  * @holder: holder trying to claim @bdev
 667  *
 668  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 669  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 670  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 671  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 672  *
 673  * CONTEXT:
 674  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 675  * it multiple times.
 676  *
 677  * RETURNS:
 678  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 679  */
 680 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 681                                struct block_device *whole, void *holder)
 682 {
 683 retry:
 684         /* if someone else claimed, fail */
 685         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 686                 return -EBUSY;
 687
 688         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 689         if (whole->bd_claiming) {
 690                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 691                 DEFINE_WAIT(wait);
 692
 693                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 694                 spin_unlock(&bdev_lock);
 695                 schedule();
 696                 finish_wait(wq, &wait);
 697                 spin_lock(&bdev_lock);
 698                 goto retry;
 699         }
 700
 701         /* yay, all mine */
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 /**
 706  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 707  * @bdev: block device of interest
 708  * @holder: holder trying to claim @bdev
 709  *
 710  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 711  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 712  * successful call to this function must be matched with a call to
 713  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 714  * fail).
 715  *
 716  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 717  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 718  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 719  * access but may subsequently fail.
 720  *
 721  * CONTEXT:
 722  * Might sleep.
 723  *
 724  * RETURNS:
 725  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 726  * value on failure.
 727  */
 728 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 729                                               void *holder)
 730 {
 731         struct gendisk *disk;
 732         struct block_device *whole;
 733         int partno, err;
 734
 735         might_sleep();
 736
 737         /*
 738          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 739          * and grab the outer block device the hard way.
 740          */
 741         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 742         if (!disk)
 743                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 744
 745         /*
 746          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 747          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 748          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 749          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 750          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 751          * way.
 752          */
 753         if (partno)
 754                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 755         else
 756                 whole = bdgrab(bdev);
 757
 758         module_put(disk->fops->owner);
 759         put_disk(disk);
 760         if (!whole)
 761                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 762
 763         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 764         spin_lock(&bdev_lock);
 765
 766         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 767         if (err == 0) {
 768                 whole->bd_claiming = holder;
 769                 spin_unlock(&bdev_lock);
 770                 return whole;
 771         } else {
 772                 spin_unlock(&bdev_lock);
 773                 bdput(whole);
 774                 return ERR_PTR(err);
 775         }
 776 }
 777
 778 #ifdef CONFIG_SYSFS
 779 struct bd_holder_disk {
 780         struct list_head        list;
 781         struct gendisk          *disk;
 782         int                     refcnt;
 783 };
 784
 785 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 786                                                   struct gendisk *disk)
 787 {
 788         struct bd_holder_disk *holder;
 789
 790         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 791                 if (holder->disk == disk)
 792                         return holder;
 793         return NULL;
 794 }
 795
 796 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 797 {
 798         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 799 }
 800
 801 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 802 {
 803         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 804 }
 805
 806 /**
 807  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 808  * @bdev: the claimed slave bdev
 809  * @disk: the holding disk
 810  *
 811  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 812  *
 813  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 814  *
 815  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 816  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 817  *
 818  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 819  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 820  *
 821  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 822  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 823  *
 824  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 825  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 826  * lifetime of these symlinks.
 827  *
 828  * CONTEXT:
 829  * Might sleep.
 830  *
 831  * RETURNS:
 832  * 0 on success, -errno on failure.
 833  */
 834 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 835 {
 836         struct bd_holder_disk *holder;
 837         int ret = 0;
 838
 839         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 840
 841         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 842
 843         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 844         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 845                 goto out_unlock;
 846
 847         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 848         if (holder) {
 849                 holder->refcnt++;
 850                 goto out_unlock;
 851         }
 852
 853         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 854         if (!holder) {
 855                 ret = -ENOMEM;
 856                 goto out_unlock;
 857         }
 858
 859         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 860         holder->disk = disk;
 861         holder->refcnt = 1;
 862
 863         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 864         if (ret)
 865                 goto out_free;
 866
 867         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 868         if (ret)
 869                 goto out_del;
 870         /*
 871          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 872          * the holder directory.  Hold on to it.
 873          */
 874         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 875
 876         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 877         goto out_unlock;
 878
 879 out_del:
 880         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 881 out_free:
 882         kfree(holder);
 883 out_unlock:
 884         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 885         return ret;
 886 }
 887 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 888
 889 /**
 890  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 891  * @bdev: the calimed slave bdev
 892  * @disk: the holding disk
 893  *
 894  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 895  *
 896  * CONTEXT:
 897  * Might sleep.
 898  */
 899 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 900 {
 901         struct bd_holder_disk *holder;
 902
 903         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 904
 905         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 906
 907         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 908                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 909                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 910                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 911                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 912                 list_del_init(&holder->list);
 913                 kfree(holder);
 914         }
 915
 916         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 919 #endif
 920
 921 /**
 922  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 923  *
 924  * @bdev:      struct block device to be flushed
 925  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 926  *
 927  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 928  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 929  * resize.
 930  */
 931 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 932 {
 933         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 934                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 935
 936                 if (bdev->bd_disk)
 937                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 938                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 939                        "resized disk %s\n", name);
 940         }
 941
 942         if (!bdev->bd_disk)
 943                 return;
 944         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
 945                 bdev->bd_invalidated = 1;
 946 }
 947
 948 /**
 949  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 950  * @disk: struct gendisk to check
 951  * @bdev: struct bdev to adjust.
 952  *
 953  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 954  * and adjusts it if it differs.
 955  */
 956 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 957 {
 958         loff_t disk_size, bdev_size;
 959
 960         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 961         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 962         if (disk_size != bdev_size) {
 963                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 964
 965                 disk_name(disk, 0, name);
 966                 printk(KERN_INFO
 967                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 968                        name, bdev_size, disk_size);
 969                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 970                 flush_disk(bdev, false);
 971         }
 972 }
 973 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 974
 975 /**
 976  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 977  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 978  *
 979  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
 980  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
 981  * for all revalidate_disk operations.
 982  */
 983 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 984 {
 985         struct block_device *bdev;
 986         int ret = 0;
 987
 988         if (disk->fops->revalidate_disk)
 989                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
 990
 991         bdev = bdget_disk(disk, 0);
 992         if (!bdev)
 993                 return ret;
 994
 995         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 996         check_disk_size_change(disk, bdev);
 997         bdev->bd_invalidated = 0;
 998         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 999         bdput(bdev);
1000         return ret;
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1003
1004 /*
1005  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1006  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1007  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1008  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1009  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1010  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1011  * to lose :-)
1012  */
1013 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1014 {
1015         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1016         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1017         unsigned int events;
1018
1019         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1020                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1021         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1022                 return 0;
1023
1024         flush_disk(bdev, true);
1025         if (bdops->revalidate_disk)
1026                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1027         return 1;
1028 }
1029
1030 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1031
1032 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1033 {
1034         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1035
1036         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1037         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1038         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1039         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1040                 if (size & bsize)
1041                         break;
1042                 bsize <<= 1;
1043         }
1044         bdev->bd_block_size = bsize;
1045         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1048
1049 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1050
1051 /*
1052  * bd_mutex locking:
1053  *
1054  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1055  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1056  */
1057
1058 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1059 {
1060         struct gendisk *disk;
1061         struct module *owner;
1062         int ret;
1063         int partno;
1064         int perm = 0;
1065
1066         if (mode & FMODE_READ)
1067                 perm |= MAY_READ;
1068         if (mode & FMODE_WRITE)
1069                 perm |= MAY_WRITE;
1070         /*
1071          * hooks: /n/, see "layering violations".
1072          */
1073         if (!for_part) {
1074                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1075                 if (ret != 0) {
1076                         bdput(bdev);
1077                         return ret;
1078                 }
1079         }
1080
1081  restart:
1082
1083         ret = -ENXIO;
1084         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1085         if (!disk)
1086                 goto out;
1087         owner = disk->fops->owner;
1088
1089         disk_block_events(disk);
1090         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1091         if (!bdev->bd_openers) {
1092                 bdev->bd_disk = disk;
1093                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1094                 bdev->bd_contains = bdev;
1095                 if (!partno) {
1096                         struct backing_dev_info *bdi;
1097
1098                         ret = -ENXIO;
1099                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1100                         if (!bdev->bd_part)
1101                                 goto out_clear;
1102
1103                         ret = 0;
1104                         if (disk->fops->open) {
1105                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1106                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1107                                         /* Lost a race with 'disk' being
1108                                          * deleted, try again.
1109                                          * See md.c
1110                                          */
1111                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1112                                         bdev->bd_part = NULL;
1113                                         bdev->bd_disk = NULL;
1114                                         bdev->bd_queue = NULL;
1115                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1116                                         disk_unblock_events(disk);
1117                                         put_disk(disk);
1118                                         module_put(owner);
1119                                         goto restart;
1120                                 }
1121                         }
1122
1123                         if (!ret) {
1124                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1125                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1126                                 if (bdi == NULL)
1127                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1128                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1129                         }
1130
1131                         /*
1132                          * If the device is invalidated, rescan partition
1133                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1134                          * The latter is necessary to prevent ghost
1135                          * partitions on a removed medium.
1136                          */
1137                         if (bdev->bd_invalidated) {
1138                                 if (!ret)
1139                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1140                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1141                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1142                         }
1143                         if (ret)
1144                                 goto out_clear;
1145                 } else {
1146                         struct block_device *whole;
1147                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1148                         ret = -ENOMEM;
1149                         if (!whole)
1150                                 goto out_clear;
1151                         BUG_ON(for_part);
1152                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1153                         if (ret)
1154                                 goto out_clear;
1155                         bdev->bd_contains = whole;
1156                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1157                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1158                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1159                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1160                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1161                                 ret = -ENXIO;
1162                                 goto out_clear;
1163                         }
1164                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1165                 }
1166         } else {
1167                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1168                         ret = 0;
1169                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1170                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1171                         /* the same as first opener case, read comment there */
1172                         if (bdev->bd_invalidated) {
1173                                 if (!ret)
1174                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1175                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1176                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1177                         }
1178                         if (ret)
1179                                 goto out_unlock_bdev;
1180                 }
1181                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1182                 put_disk(disk);
1183                 module_put(owner);
1184         }
1185         bdev->bd_openers++;
1186         if (for_part)
1187                 bdev->bd_part_count++;
1188         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1189         disk_unblock_events(disk);
1190         return 0;
1191
1192  out_clear:
1193         disk_put_part(bdev->bd_part);
1194         bdev->bd_disk = NULL;
1195         bdev->bd_part = NULL;
1196         bdev->bd_queue = NULL;
1197         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1198         if (bdev != bdev->bd_contains)
1199                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1200         bdev->bd_contains = NULL;
1201  out_unlock_bdev:
1202         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1203         disk_unblock_events(disk);
1204         put_disk(disk);
1205         module_put(owner);
1206  out:
1207         bdput(bdev);
1208
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * blkdev_get - open a block device
1214  * @bdev: block_device to open
1215  * @mode: FMODE_* mask
1216  * @holder: exclusive holder identifier
1217  *
1218  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1219  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1220  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1221  *
1222  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1223  * @bdev is put.
1224  *
1225  * CONTEXT:
1226  * Might sleep.
1227  *
1228  * RETURNS:
1229  * 0 on success, -errno on failure.
1230  */
1231 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1232 {
1233         struct block_device *whole = NULL;
1234         int res;
1235
1236         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1237
1238         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1239                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1240                 if (IS_ERR(whole)) {
1241                         bdput(bdev);
1242                         return PTR_ERR(whole);
1243                 }
1244         }
1245
1246         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1247
1248         if (whole) {
1249                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1250
1251                 /* finish claiming */
1252                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1253                 spin_lock(&bdev_lock);
1254
1255                 if (!res) {
1256                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1257                         /*
1258                          * Note that for a whole device bd_holders
1259                          * will be incremented twice, and bd_holder
1260                          * will be set to bd_may_claim before being
1261                          * set to holder
1262                          */
1263                         whole->bd_holders++;
1264                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1265                         bdev->bd_holders++;
1266                         bdev->bd_holder = holder;
1267                 }
1268
1269                 /* tell others that we're done */
1270                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1271                 whole->bd_claiming = NULL;
1272                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1273
1274                 spin_unlock(&bdev_lock);
1275
1276                 /*
1277                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1278                  * write holder makes the write_holder state stick until
1279                  * all are released.  This is good enough and tracking
1280                  * individual writeable reference is too fragile given the
1281                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1282                  */
1283                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1284                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1285                         bdev->bd_write_holder = true;
1286                         disk_block_events(disk);
1287                 }
1288
1289                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1290                 bdput(whole);
1291         }
1292
1293         return res;
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1296
1297 /**
1298  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1299  * @path: path to the block device to open
1300  * @mode: FMODE_* mask
1301  * @holder: exclusive holder identifier
1302  *
1303  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1304  * and @holder are identical to blkdev_get().
1305  *
1306  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1307  *
1308  * CONTEXT:
1309  * Might sleep.
1310  *
1311  * RETURNS:
1312  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1313  */
1314 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1315                                         void *holder)
1316 {
1317         struct block_device *bdev;
1318         int err;
1319
1320         bdev = lookup_bdev(path);
1321         if (IS_ERR(bdev))
1322                 return bdev;
1323
1324         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1325         if (err)
1326                 return ERR_PTR(err);
1327
1328         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1329                 blkdev_put(bdev, mode);
1330                 return ERR_PTR(-EACCES);
1331         }
1332
1333         return bdev;
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1336
1337 /**
1338  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1339  * @dev: device number of block device to open
1340  * @mode: FMODE_* mask
1341  * @holder: exclusive holder identifier
1342  *
1343  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1344  * @holder are identical to blkdev_get().
1345  *
1346  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1347  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1348  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1349  * ever need it - reconsider your API.
1350  *
1351  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1352  *
1353  * CONTEXT:
1354  * Might sleep.
1355  *
1356  * RETURNS:
1357  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1358  */
1359 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1360 {
1361         struct block_device *bdev;
1362         int err;
1363
1364         bdev = bdget(dev);
1365         if (!bdev)
1366                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1367
1368         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1369         if (err)
1370                 return ERR_PTR(err);
1371
1372         return bdev;
1373 }
1374 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1375
1376 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1377 {
1378         struct block_device *bdev;
1379
1380         /*
1381          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1382          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1383          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1384          * during an unstable branch.
1385          */
1386         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1387
1388         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1389                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1390         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1391                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1392         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1393                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1394
1395         bdev = bd_acquire(inode);
1396         if (bdev == NULL)
1397                 return -ENOMEM;
1398
1399         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1400
1401         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1402 }
1403
1404 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1405 {
1406         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1407         struct block_device *victim = NULL;
1408
1409         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1410         if (for_part)
1411                 bdev->bd_part_count--;
1412
1413         if (!--bdev->bd_openers) {
1414                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1415                 sync_blockdev(bdev);
1416                 kill_bdev(bdev);
1417                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1418                  * so must switch it out first
1419                  */
1420                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1421                                         &default_backing_dev_info);
1422         }
1423         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1424                 if (disk->fops->release)
1425                         disk->fops->release(disk, mode);
1426         }
1427         if (!bdev->bd_openers) {
1428                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1429
1430                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1431                 bdev->bd_part = NULL;
1432                 bdev->bd_disk = NULL;
1433                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1434                         victim = bdev->bd_contains;
1435                 bdev->bd_contains = NULL;
1436
1437                 put_disk(disk);
1438                 module_put(owner);
1439         }
1440         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1441         bdput(bdev);
1442         if (victim)
1443                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1444 }
1445
1446 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1447 {
1448         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1449
1450         if (mode & FMODE_EXCL) {
1451                 bool bdev_free;
1452
1453                 /*
1454                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1455                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1456                  * synchronize disk_holder unlinking.
1457                  */
1458                 spin_lock(&bdev_lock);
1459
1460                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1461                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1462
1463                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1464                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1465                         bdev->bd_holder = NULL;
1466                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1467                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1468
1469                 spin_unlock(&bdev_lock);
1470
1471                 /*
1472                  * If this was the last claim, remove holder link and
1473                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1474                  */
1475                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1476                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1477                         bdev->bd_write_holder = false;
1478                 }
1479         }
1480
1481         /*
1482          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1483          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1484          * from userland - e.g. eject(1).
1485          */
1486         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1487
1488         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1489
1490         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1491 }
1492 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1493
1494 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1495 {
1496         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1497         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1498         return 0;
1499 }
1500
1501 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1502 {
1503         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1504         fmode_t mode = file->f_mode;
1505
1506         /*
1507          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1508          * to updated it before every ioctl.
1509          */
1510         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1511                 mode |= FMODE_NDELAY;
1512         else
1513                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1514
1515         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1520  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1521  *
1522  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1523  * use.
1524  */
1525 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1526                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1527 {
1528         struct file *file = iocb->ki_filp;
1529         struct blk_plug plug;
1530         ssize_t ret;
1531
1532         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1533
1534         blk_start_plug(&plug);
1535         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1536         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1537                 ssize_t err;
1538
1539                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1540                 if (err < 0 && ret > 0)
1541                         ret = err;
1542         }
1543         blk_finish_plug(&plug);
1544         return ret;
1545 }
1546 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1547
1548 static ssize_t blkdev_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1549                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1550 {
1551         struct file *file = iocb->ki_filp;
1552         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1553         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1554
1555         if (pos >= size)
1556                 return 0;
1557
1558         size -= pos;
1559         if (size < iocb->ki_left)
1560                 nr_segs = iov_shorten((struct iovec *)iov, nr_segs, size);
1561         return generic_file_aio_read(iocb, iov, nr_segs, pos);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Try to release a page associated with block device when the system
1566  * is under memory pressure.
1567  */
1568 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1569 {
1570         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1571
1572         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1573                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1574
1575         return try_to_free_buffers(page);
1576 }
1577
1578 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1579         .readpage       = blkdev_readpage,
1580         .writepage      = blkdev_writepage,
1581         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1582         .write_end      = blkdev_write_end,
1583         .writepages     = generic_writepages,
1584         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1585         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1586 };
1587
1588 const struct file_operations def_blk_fops = {
1589         .open           = blkdev_open,
1590         .release        = blkdev_close,
1591         .llseek         = block_llseek,
1592         .read           = do_sync_read,
1593         .write          = do_sync_write,
1594         .aio_read       = blkdev_aio_read,
1595         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1596         .mmap           = generic_file_mmap,
1597         .fsync          = blkdev_fsync,
1598         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1599 #ifdef CONFIG_COMPAT
1600         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1601 #endif
1602         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1603         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1604 };
1605
1606 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1607 {
1608         int res;
1609         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1610         set_fs(KERNEL_DS);
1611         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1612         set_fs(old_fs);
1613         return res;
1614 }
1615
1616 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1617
1618 /**
1619  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1620  * @pathname:   special file representing the block device
1621  *
1622  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1623  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1624  * otherwise.
1625  */
1626 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1627 {
1628         struct block_device *bdev;
1629         struct inode *inode;
1630         struct path path;
1631         int error;
1632
1633         if (!pathname || !*pathname)
1634                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1635
1636         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1637         if (error)
1638                 return ERR_PTR(error);
1639
1640         inode = path.dentry->d_inode;
1641         error = -ENOTBLK;
1642         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1643                 goto fail;
1644         error = -EACCES;
1645         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1646                 goto fail;
1647         error = -ENOMEM;
1648         bdev = bd_acquire(inode);
1649         if (!bdev)
1650                 goto fail;
1651 out:
1652         path_put(&path);
1653         return bdev;
1654 fail:
1655         bdev = ERR_PTR(error);
1656         goto out;
1657 }
1658 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1659
1660 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1661 {
1662         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1663         int res = 0;
1664
1665         if (sb) {
1666                 /*
1667                  * no need to lock the super, get_super holds the
1668                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1669                  * under us (->put_super runs with the write lock
1670                  * hold).
1671                  */
1672                 shrink_dcache_sb(sb);
1673                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1674                 drop_super(sb);
1675         }
1676         invalidate_bdev(bdev);
1677         return res;
1678 }
1679 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1680
1681 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1682 {
1683         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1684
1685         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1686         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1687                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1688
1689                 spin_lock(&inode->i_lock);
1690                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1691                     mapping->nrpages == 0) {
1692                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1693                         continue;
1694                 }
1695                 __iget(inode);
1696                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1697                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1698                 /*
1699                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1700                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1701                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1702                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1703                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1704                  * later.
1705                  */
1706                 iput(old_inode);
1707                 old_inode = inode;
1708
1709                 func(I_BDEV(inode), arg);
1710
1711                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1712         }
1713         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1714         iput(old_inode);
1715 }